资源描述
2026届福建厦门大同中学物理高二上期末统考模拟试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化,产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,如果从上向下看,电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为e,电子做圆周运动的轨道半径为r,因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为(k为一定值)。下列说法中正确的是( )
A.为使电子加速,电磁铁的磁性应逐渐减弱
B.为使电子加速,感生电场的方向应该沿逆时针方向
C.为使电子加速,当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,电流应该增大
D.电子在圆形轨道中加速一周的过程中,感生电场对电子所做的功为2
2、如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁场边界竖直,宽度为2 L,abcd是用金属丝做成的边长为L的正方形闭合线框,cd边与磁场边界重合,线框由图示位置起以水平速度v匀速穿过磁场区域,在这个过程中,关于ab两点间的电压Uab随时间变化的图象正确的是()
A. B.
C. D.
3、如图所示,金属杆MN用两根绝缘细线悬于天花板O、O′点杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流空间有竖直向上的匀强磁场,杆静止时处于水平,悬线与竖直方向的夹角为θ,若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90°,在转动过程中通过改变磁场磁感应强度大小保持悬线与竖直方向的夹角不变,则在转动过程中,磁场的磁感应强度大小的变化情况是( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
4、随着科学技术的不断发展,使用“传感器”进行控制的家用电器日益普及,我们日常生活中的空调器和电冰箱都使用了
A.压力传感器 B.红外线传感器
C.生物传感器 D.温度传感器
5、如图所示电路中,已知电源的内阻为r,电阻R1的阻值接近滑动变阻器R0的最大阻值.闭合电键S,将滑动变阻器的滑片P由变阻器的中点向左滑动一小段距离,下列说法中正确的有
A.V1的示数增大,V2的示数变小
B.V1的示数增大,V2的示数增大
C.A1的示数增大,A2的示数变小
D.A1的示数增大,A2的示数增大
6、如图,在MN和PQ这两个平行竖直面之间存在垂直纸面的匀强磁场和平行纸面的匀强电场,一个带电粒子以某一初速度由A点水平射入这个场区恰能沿直线运动,并从PQ竖直面上的C点离开场区.若撤去磁场,其他条件不变,则该粒子从PQ竖直面上的B点离开场区;若撤去电场,其他条件不变,则该粒子从PQ竖直面上的D点离开场区.若粒子在上述三种情况下通过场区的总时间分别是t1、t2和t3,运动的加速度大小分别为a1、a2和a3,不计粒子所受重力的影响,则下列判断中正确的是
A.t1=t2<t3,a1<a2=a3 B.t2<t1<t3,a1<a3<a2
C.t1=t2=t3,a1<a2<a3 D.t1=t3>t2,a1=a3<a2
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象,其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况,下列说法正确的是
A.阴影部分的面积表示电源输出功率
B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
C.当满足时,电源的输出功率最大
D.当满足时,电源效率小于50%
8、如图所示,连接两平行金属板的导线的导线的一部分CD与一有电源回路的一部分GH平行且均在纸面内,金属板置于磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,当一束等离子体射入两金属板之间时,CD段导线受到力F的作用,则()
A.若等离子体从右方射入,F向左
B.若等离子体从右方射入,F向右
C.若等离子体从左方射入,F向左
D.若等离子体从左方射入,F向右
9、如图所示,一根重力G=0.1N、长L=1m的质量分布均匀的导体ab,在其中点弯成θ=60°角,将此导体放入匀强磁场中,导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端,弹簧均为竖直状态,当导体中通过I=1A的电流时,两根弹簧比原长各缩短了△x=0.01m,已知匀强磁场的方向垂直纸面向外,磁感应强度的大小B=0.4T,则
A.导体中电流的方向为b→a
B.每根弹簧的弹力大小为0.10N
C.弹簧的劲度系数k=5N/m
D.若导体中不通电流,则弹簧伸长0.02m
10、如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd则()
A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生
C.当线圈以通电导线为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)为探究影响感应电流方向的因素,几位同学做了如下的实验。
(1)小李同学选用图(甲)中的器材模仿法拉第的实验进行探究
①为了保证实验现象明显,电源选用_______,电表选用________;(填写器材前的代码)
A.低压直流电源
B.低压交流电源
C.220V交流电源
D.灵敏电流计
E.0~0.6A量程的电流表
F.0~0.6V量程的电压表
②请在实物图中,用笔画线代替导线将电路补充完整_______;
③实验过程中,记录的实验现象如下表所示,观察四项实验结果,能够得出结论,产生感应电流的条件与________的变化有关?(选填“A”“B”或“C”)
A.磁场 B.电场 C.闭合导体回路包围的面积
开关和变阻器的状态
线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合时,滑动变阻器不动
无
开关闭合时,迅速移动滑动变阻器的滑片
有
(2)小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图(乙)所示的电路,整个电路处于垂直导轨的磁场中,当导体棒在金属导轨上向右移动时,电表中有电流,得出结论,产生感应电流的条件与________的变化有关?(选填“A”“B”或“C”)
A.磁场 B.电场 C.闭合导体回路包围的面积
依据小李和小张两位同学的实验得出结论:只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流。
(3)小任同学根据感应电流产生条件,想利用摇绳发电。如图(丙)所示,把条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合导体回路。两个同学迅速摇动这条电线,沿________方向站立时,发电的可能性比较大。(选填“东西”“南北”)。
12.(12分)在“测电源电动势和内阻”的实验中,根据实验数据作出的U—I图如右,由图可知,电源的电动势为E=____V,电源内阻为r=_____Ω。
四、计算题:本题共3小题,共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L
14.(16分)ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BC部分是半径为R的圆环,轨道的水平部分与半圆环相切.A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2m,把一质量m=0.1kg,带电量为q=+C的小球,放在A点由静止释放后,求:(g=10m/s2)
(1)小球到达C点的速度大小
(2)小球在C点时,轨道受到的压力大小
15.(12分)如图,两根间距为L=0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E=3V、内阻r=1Ω的电源,导轨平面与水平面间的夹角θ=37°.金属杆ab垂直导轨放置,质量m=0.2kg.导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.当R0=1Ω时,金属杆ab刚好处于静止状态,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上,求金属杆的加速度
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】A.为使电子加速,应使感生电场方向与电子运动方向相反,由于电子沿沿逆时针方向运动,如果电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,由楞次定律可得,电磁铁的磁性应逐渐增强,故A错误;
B.由于电子带负电,所以感生电场的方向应该沿顺时针方向,故B错误;
C.当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,若电流增大,根据楞次定律,可知涡旋电场的方向为顺时针方向,电子将沿逆时针方向做加速运动,故C正确;
D.磁感应强度随时间的变化率为
感生电动势
电子运动一周感生电场始终做正功
故D错误。
故选C。
2、B
【解析】本题主要考查电磁感应与电路知识的应用,利用楞次定律或右手定则可判断感应电流的方向,由此可判断电势高低;根据切割磁感线的那部分导体相当于电源可将线圈等效为一个电路,结合串联电路的知识可求得ab两点间的电压
【详解】 时间内,cd边进入磁场,由楞次定律或右手定则判断出感应电流方向沿逆时针方向,则a的电势高于b的电势,为正.ab两端电势差: ;时间内,线框完全磁场中运动,由右手定则判断可知,a的电势高于b的电势,为正.ab两端电势差:; 时间内,cd边穿出磁场,ab边切割磁感线,其两端电势差等于路端电压,由右手定则知,a点的电势高于b的电势, .故B正确
3、C
【解析】分析通电导线的受力情况,当磁场旋转时通过图解法分析安培力的变化,从而分析磁感应强度的变化.
【详解】磁场在旋转的过程中,杆处于平衡状态,杆所受重力的大小和方向不变,悬线的拉力方向不变,由图解法可知,在磁场旋转的过程中,安培力先减小后增大,由F=BIL可知,磁场的磁感应强度先减小后增加,故选C.
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题,解答此类问题要明确导体棒的受力情况,结合平衡条件列方程解答
4、D
【解析】空调器和电冰箱都是利用了温度传感器。
故选D。
5、A
【解析】AB.据电路图可知变阻器左侧电阻与R1串联后再与变阻器右侧电阻并联,由数学知识可知两并联部分的阻值相等时,并联的总电阻最大;但电阻R1的阻值接近滑动变阻器R0的最大阻值和滑片P由变阻器的中点向左滑动一小段距离,可知并联的总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得知,电路中电流变小,电源的内电压也变小,则路端电压先变大,所以V1的示数变大;V2测量R2两端的电压,R2不变,则V2的示数变小,故A正确,B错误;
CD.并联的电压
U并=E-U2-Ur,
可知U并逐渐变大,电阻R1所在支路的总电阻逐渐减小,所以该之路电流I1增大,即电流表A2示数增大;
由
I2=I-I1,
可知总电流I减小,则I2减小,即电流表A1示数变小,故CD错误。
故选A。
6、A
【解析】带电粒子分别在复合场、电场、磁场中做匀速直线运动、类平抛运动、匀速圆周运动,比较三种情况下带电粒子在两个相互平行平面之间运动时间及加速度大小.各自由相应规律表示出时间和加速度,从而得到结论
【详解】在复合场中,带电粒子做匀速直线运动,则有Eq=Bqv,则有E=Bv.在复合场中的时间,而在单一电场中水平方向也是做匀速直线运动,所以运动的时间,而在单一磁场中做匀速圆周运动,运动的时间,由于两平面之间,所以时间关系为;在复合场中,单一电场中和磁场中的加速度由电场力和洛仑兹力产生,但两种力相等,所以,但方向不同,综上所述,BCD错误,A正确.故选A
【点睛】本题是把同一带电粒子在三种情况下运动情况进行对比,更进一步甄别类平抛运动与匀速圆周运动的区别,也证明了洛仑兹力只改变运动方向而不改变速度大小,电场力是恒力,使带电粒子做匀变速度曲线运动
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、AC
【解析】AB.阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积,为电源的输出功率,故A正确,B错误;
CD.当满足α=β时,内外阻相等,输出功率最大,但电源的效率为50%,故C正确,D错误。
故选AC。
8、AD
【解析】电路中的电流的方向为由G到H,当等离子体从右方射入时,由左手定则可以判断电容器的上极板带负电,下极板带正电,电流的方向为由D到C,电流的方向与电路中GH的电流的方向相反,两导线相互排斥,CD受到的作用力向左,故A正确,B错误;等离子体从左方射入时,由左手定则可以判断电容器的上极板带正电,下极板带负电,电流的方向为由C到D,电流的方向与电路中GH的电流的方向相同,所以CD受到的作用力向右,即指向GH,故C错误,D正确
【点睛】根据右侧的电路可知导线GH中的电流的方向为由G到H,在由粒子的进入的方向可以判断电容器中的电流的方向,由同向电流互相吸引,异向电流互相排斥可以得出CD的受力的方向
9、AC
【解析】A:当导体中通过I=1A的电流时,两根弹簧比原长缩短,安培力方向向上,则左手定则,导体中电流的方向为b→a.故A项正确
B:通电后,导体棒的有效长度 ,受到的安培力,据受力分析解得,每根弹簧的弹力大小为0.05N.故B项错误
C:据解得.故C项正确
D:若导体中不通电流解得:,弹簧伸长0.01m.故D项错误
10、BD
【解析】当导线框向右平移时,穿过线圈的磁通量减少,根据右手螺旋定则与楞次定律可知,感应电流方向是a→d→c→b,即顺时针方向.故A错误;若线圈竖直向下平动,穿过线圈的磁通量不变,无感应电流产生.故B正确;当线圈以通电导线边轴转动时,由通电导线的磁场分布可知线圈的磁通量不变,因此没有感应电流;故C错误;当线圈向导线靠近时,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,其中感应电流方向是a→b→c→d.故D正确.故选BD
【点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向,掌握感应电流的产生条件,会根据楞次定律判断感应电流的方向
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、 ①.A ②.D ③. ④.A ⑤.C ⑥.东西
【解析】(1)①[1]探究感应电流产生的条件是通过开关的闭合与断开,滑动变阻器的滑动等方式改变流过A螺旋管的电流,从而让B线圈产生感应电流,故电源只需要低压直流电源就能满足要求,而不需要选低压交流电源让电流本身发生变化,则电源应选A;
[2]感应电流的产生比较微弱,电流方向需要根据指针偏转判断,则电流表选指针在中央的灵敏电流计最合适,故选D;
②[3]A线圈为通电的电路,B线圈为产生感应电流的回路,连接电路图如图所示
③[4]根据四个操作可总结得到,开关的断开与闭、闭合开关后移动滑动变阻器的滑片都改变了流过A线圈的电流大小,从而使得穿过B线圈的磁场变化,则产生感应电流的条件与磁场的变化有关,故A正确,BC错误。
故选A。
(2)[5]导体棒在金属导轨上向右移动切割磁感线,匀强磁场恒定,但引起了回路所围磁场的有效面积的增大,从而使得磁通量变大而产生感应电流,故产生感应电流的条件与闭合导体回路包围的面积的变化有关,故C正确,AB错误。
故选C。
(3)[6]用跳绳构成闭合回路切割地磁场的磁感线,能够产生感应电流,因地磁场在地球外部是由南向北,有竖直方向的分量,跳绳垂直切割磁感线能产生最大的感应电流,则沿东西方向站立时,发电的可能性比较大。
12、 ①.1.5 ②.1
【解析】[1]由图示电源U—I图象可知,图象与纵轴交点坐标值是1.5,则电源电动势E=1.5V;
[2]电源内阻为
四、计算题:本题共3小题,共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、8cm
【解析】粒子a板左端运动到P处,由动能定理得
代入有关数据,解得
,代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动,圆心为O,半径为r,如图
由几何关系得
联立求得
代入数据解得
14、 (1) (2)3N
【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC,则对于小球由A→C的过程中,由动能定理得:
解得:
(2)小球在C点时受力分析如图
由牛顿第二定律得:
解得:
由牛顿第三定律可知,小球对轨道压力:
NC′=NC=3N
15、(1)2T;(2)1.5m/s2,方向沿斜面向上
【解析】(1)当R0=1Ω时,根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度,由平衡条件求解磁感应强度;
(2)若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上,此时安培力的方向沿斜面向上,根据牛顿第二定律求解加速度大小
【详解】(1)当R0=1Ω时,根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右;
由平衡条件有:BILcosθ=mgsinθ
解得B=2T;
(2)若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上,此时安培力的方向沿斜面向上,大小不变;
根据牛顿第二定律可得:BIL﹣mgsinθ=ma
解得:a=1.5m/s2,方向沿斜面向上
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题,解答此类问题要明确导体棒的受力情况,结合平衡条件列方程解答
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